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文档简介
1、专题复习资料的使用建议:一、资料没有明确界定为学案还是教案,故在使用时请根据自己教学方式的需要重新整理再印发给学生,解题思路分析、有关的解释答案等是否印给学生请自行斟酌。一切以有利于调动学生的主动学习、主动反思为准,充分发挥资料的作用。二、由于在专题复习阶段,要在审题能力、分析能力、表达能力上有所突破,故课堂上应给足学生审题、分析、表达的机会,且老师应指导到位。所以若认为配备的训练数量偏大仍可适当删减,确保学生把用到的试题理解透彻,每做一题都有收获。三、专题的顺序不代表使用的顺序,学校应结合实际自行计划和调整。四、资料仅供参考,复习计划由备课组结合学生实际讨论制定。9 / 62专题一:无机综合
2、应用一(生产工艺为背景)【例题】2010年广东卷32.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石(主要成分为Li2O - AI2O3 4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:已知:Fe3 Al3+、Fe2+和Mg/以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH 分别为 3.2、5.2、9.7 和 12.4;U2SO4、LiOH 和 U2CO3在 303 K 下的溶解度分别为 34.2 g、12.7 g 和 1.3 g。步骤I前,-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 步骤I中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO2 ,另含有Al3 Fe3+、Fe2+、Mg2 Ca2 Na卡等杂质,需在搅拌下加入
3、(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6. 06. 5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。步骤II中,将适量的 H2O2溶液、石灰乳和 Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有。步骤III中,生成沉淀的离子方程式为 。从母液中可回收的主要物质是 。【分析】本题是一个工艺生产背景,目的是用锂、铝硅酸盐制备Li2CO3。大致浏览流程图知道第1段是把锂元素转移到溶液中,第n段是除去杂质,第出段是反应生成产品。第(1)小题,固体粉碎后接着进行酸浸,要发生化学反应,故其直接目的是增大固体与硫酸的接触 面积,增大了反应速率,间接目的是使单位时间内锂元素的浸出率更高。
4、第(2)小题,要求用调节pH的方法使杂质离子沉淀除去,显然需要用到题干中几种阳离子的沉淀pH信息,调节前是酸浸得到的溶液,硫酸必然是过量的故酸性较强,调节的目的应该是使pH升高,故应加入可以中和酸的物质。第(3)小题,隐含的信息更多了,这时需要把物质的转化流程梳理一下:调节pH到6.5只能除去H+、Al 3 Fe3+ ,而且还引入了Ca2,说明还存在的杂质离子是Fe2Mg2+、Ca2 Na+ ,H2O2溶液是氧化剂可将Fe2+氧化为Fe3+ ,石灰乳可接着将 Mg2+和Fe3+沉淀,而Na2co3溶液可将Ca2+沉淀,而Na卡仍 然在溶液中。第(4)小题,溶液中主要是 Li2SO4,结合题干中
5、的溶解度信息,生成的沉淀应该是Li2CO3。第(5)小题,沉淀反应发生前,溶液中含大量的Li2SO4和少量Na卡,沉淀反应后溶液中留下大量 Na2SO4 和可能过量的少量 Na2CO3,题目问主要物质,答 Na2SO4即可。(1)解答一道工艺(实验)流程图试题的程序是什么?(参考:此类试题的题干通常包括文字说明、工艺(实验)流程以及供参考的数据 (以表格、图像等呈现)首先要通过阅读文字说明,清楚试题背景是工业生产还是实验室研究,准确抓住工艺(实验)的目的是什么,还提供了哪些信息(原料成分?含量?产品成分?从用途能看出什么性质?);然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段;
6、接下来可以先看看设问,使下一步的深入分析重点更明确;然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程(必要时才使用参考数据),组织语言回答设问。)(2)工艺(实验)流程图试题常常在哪些地方设问?(可在后续课时进行)(参考:反应速率理论的运用;氧化还原反应的判断、书写;利用控制pH分离除杂;利用溶解度分离;常用的分离方法、实验操作;流程中的物质转化和循环;绿色化学评价;)【拓展】(一)反应速率理论在实际生产中的运用将反应速率理论运用于实际生产中工艺条件的选择在近年试题中出现过多次,应从反应物接触面积、 接触机会、温度、反应物浓度、催化剂等方面思考,思考时应充分结合试题的实际情景和物质的性质。若 为不同
7、相之间的反应都会有接触面积的问题,而增大接触面积的具体措施有不同,如固体可以用粉碎的方 法,液体可以用喷洒的方法,气体可以用多孔分散器等。接触机会一般受混合是否充分影响,如搅拌、混 溶等措施。温度、浓度等措施在运用时须确保反应物或生成物的性质保持稳定。也有一些反应因为过快而 要适当降低速率,常常从温度和浓度角度采取措施。加压一般是提高气体反应物浓度的措施,但在气体和 固体、液体反应的体系中并不适宜。一般情况下,水溶液中发生的常见的离子反应除了控制合适的pH外较少考虑催化剂的条件,而在有机反应、混合气体反应的情况下,催化剂常常是十分重要的影响因素。此外,在实际生产中反应速率问题往往放在生产效益的
8、大背景下考虑,因此通过加快反应速率来提高 原料转化率和产品产量是很普遍的,这一点与化学平衡中转化率的讨论不应混淆。1、传统合成氨工业中,提高化学反应速率的措施有 。2、(自2008广东)科学家一直致力于研究常温、常压下人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应, 生成的主要产物为 NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0 105Pa、反应时间3 h):T/K303313323353NH3生成量/ (10 6 mol)4.85.96.02.0相应的热化学方程式如下:N2(g)
9、+3H 2O(1)=2NH 3(g)+ 3 02(g) Hi=+765.2 kJ mol2与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH 3生成量的建议:3、(自2010江苏)银盐行业生产中排出大量的银泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某化工厂利用钢泥制取 Ba(NO 3)2,其部分工艺流程如下:废渣银泥出。、稀HNO XBafNGh 溶液 ELO酸溶时通常控制反应温度不超过70C ,且不使用浓硝酸,原因是(二)陌生氧化还原反应方程式的书写步骤结合物质的类别、化合价情况确认反应发生的本质;确定最关键的反应物和生成
10、物;配平关键 反应物和生成物;再根据守恒配平或补充其他辅助反应物和产物;依据题目信息写好反应条件;结 合反应条件和反应体系所处的环境对各物质的存在形式、状态进行修正。1、氯气与 Na2s2O3溶液: ;2、酸性高镒酸钾溶液与草酸溶液: ;3、NaClO与尿素CO(NH2)2反应,生成物除盐外,都是能参与大气循环的物质:(三)物质转化分析中注意量的意识根据问题提示分析以下工艺流程,体会关注量的重要性。以氯化钠(混有少量 KCl)和硫酸钱为原料制备氯化钱及副产品硫酸钠,工艺流程如下:氯化钠I溶解缩I滤液NH 4C1 1 洗涤干燥 NH4C1产品硫酸镂氯化钱和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。思考
11、:欲制备107g NH4CI,理论上需多少克 NaCl?混合溶解后溶液中含有什么离子?含量大不大?蒸发浓缩为什么会析出硫酸钠?溶液中离子的种类和含量有什么变化?蒸发浓缩到什么程度为宜?为什么要趁热过滤?滤液成分是什么?冷却为什么会析出氯化俊?会不会析出硫酸钠?为什么?冷却到什么程度合适?最后得到的溶液成分是什么?洗涤什么?高岭土燃烧蒸发浓缩90 100 c A12(OH) nCl6-n已知:Fe1 * 3+、Al 3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH 分别为 3.2、5.2。KCl是如何除去的?根据流程图回答下列问题:(1) “煨烧”的目的是。(2) “浸出”过程中发生反应的离子方程式为
12、。(3) “浸出”选用的酸为 。配制质量分数15%的A酸需要200mL30 %的A酸(密度约为1.15g/cm3)和 g蒸储水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、 。(4)为提高铝的浸出率,可采取的措施有(要求写出三条)。(5) “调节溶液 pH在4. 24. 5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是 ; “蒸发浓缩”需保持温度在90100C,控制温度的实验方法是 O(6)实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为 2. (2010江苏改)废旧锂离子电池的正极材料(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可用于回收钻、锂,实验方法如下:(1)在上述溶解过程中,S2O:被氧化成 SO2 ,
13、LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为,氧化剂是。(2)在上述除杂过程中,通入空气的作用是 。废渣的主要成 分是。(3 ) “沉淀钻”和“沉淀锂”的离子方程式分别为、 O(4)本工艺可回收的副产品是 。3. CoC12 6H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钻废料(含少量Fe、Al等杂质)为原料制取C0CI2 6H2O的一种新工艺流程:盐酸 过氧化氢 碳酸钠I I I I I I I 一含钻废料 加热反应 反应 调节pH至a 过滤 一滤渣C0CI2 6H2O -|减压烘干 卜一|操作I卜一|调节pH至2二斗一盐酸已知:钻与盐酸反应的化学方程式为:Co + 2HC1=CoC1 2
14、+H2TCoC12 6H2O熔点86 C,易溶于水;常温下稳定无毒,力口热至110720c时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钻。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH) 2Al(OH) 3开始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2请回答下列问题:加入碳酸钠调节 pH 至 a, a的范围是 。操作I包含 3个基本实验操作,它们是 和过滤。制得的C0CI2 6H2O需减压烘干的原因是 。为测定产品中 CoC12 6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的 AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过
15、计算发现产品中 CoC12 6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是。在实验室中,为了从上述产品中获得更纯净的CoC12 6H2O,方法是。在上述新工艺中,用盐酸”代替原工艺中 盐酸与硝酸的混酸 ”直接溶解含钻废料,其主要优点为。原工艺较新工艺也有优点,其主要优点4.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al 2O3、CaO、MgO等。现以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:H/SOiFeSa硫酸池酸液|*滤液滤厂ILO酸溶过程中 Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是 。还原过程中加入 Fe&是将溶液中的Fe3 +还原为Fe2 + ,而本身被氧化为 SO42 ,写出
16、 有关的离子方程式:。氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出,写出有关的离子方程式: 。生产过程中,为了确保铁红的质量,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是 。(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)沉淀物Fe(OH)3Al(OH) 3Fe(OH) 2Mg(OH) 2开始沉淀2.73.87.59.4完全沉淀3.25.29.712.4滤液B可以回收的物质有5.某化学研究性学习小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法以含馍废催化剂为原料来制备NiSO4?7H2O。已知某化工厂的含馍催化剂主要含有Ni,还含有Al (31%)、Fe (1.3%)的单质及氧化
17、物,其他不溶杂质(3.3%)。H2O2酸液碱液溶液含银废 催化剂保温一段时间NiSO4?7H2O晶体Y 调pH为2-3w 操彳乍aw操彳乍b固体部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:沉淀物Al(OH) 3Fe(OH) 3Fe(OH)2Ni(OH) 2pH5.23.29.79.2回答下列问题:操彳a、c中需使用的仪器除铁架台(带铁圈)、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为。“碱浸”过程中发生的离子方程式是 。“酸浸”时所加入的酸是 (填化学式)。酸浸后,经操作 a分离出固体后,溶液中 可能含有的金属离子是 。(4)操彳b为调节溶液的pH,你认为pH的最佳调控范围是 。“调pH为23”
18、的目的是 。产品晶体中有时会混有少量绿矶(FeSO4 7H2O),其原因可能是 6.实验室用共沉淀法制备纳米级Fe3O4的流程如下:6 mol/LNaOH0.5191 g FeC30.2028 g FeC2 一2 L水调至1pH=6搅拌ILI搅拌黑色糊状物水洗一烘干一纳米级 Fe3O4稳定剂该方法的关键为促进晶粒形成,并控制晶体生长。试回答下列问题:(1)该反应原理的离子方程式可表不为。(2)反应温度需控制在50C,其方法是,温度偏低造成产量低的可能(3)在搅拌H的过程中还需加入 10 mL正丙醇,其作用是 (4)黑色糊状物转移至烧杯中,用倾析法洗涤,检验洗净的操作和现象是 (5)由上述分析可
19、知,影响纳米级Fe3O4粒径大小的因素有(写出 2条)*7 .(韶关模拟改)氟化钠是一种重要的氟盐,主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸( H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化钱:NH4HCO3、H2O NaCl有关物质在水中溶解度分别为:氯化钱:10c时33.3 g、20c时37.2 g、30c时41.4g;氟化钠:20c时4 g;氟硅酸钠微溶于水。 请回答下列问题:(1)上述流程中发生两步化学反应,第一步反应的化学方程式为:,第二步反应能进行是因为 。(2)操作名称是,操作II名称是。(3)操作II的作用是.(4)操作出的具体过程是
20、。(5)流程中NH4HCO3必须过量,其原因是 【答案】1.(1)改变高岭土中氧化铝的结构,使其能溶于酸。(2) A12O3+6H+ = 2Al3+3H2OFe2O3+6H + = 2Fe3+3H2O(3)盐酸 230 量筒(4)加热或提高反应温度,将煨烧后的块状固体粉碎,适当增大盐酸浓度,充分搅拌,延长反应时间 (任答3条)(5) pH计(或精密pH试纸) 水浴加热90-100 C(6) 2AICI3+ n H2OAl 2 (OH) nCl6-n + n HCl T2. (1) 8 LiCoO 2 Na2s2O3 11H2SO4 4Li2SO4 8CoSO4 Na2SO4 11H2OLiCo
21、O 2(2)将正二价铁元素氧化成正三价Al(OH) 3和Fe(OH) 3(3) Co2+ + 2OH =Co(OH)2j 2LiCO32 = U2CO3 J(4) Na2SO43 .5.27.6蒸发浓缩、冷却结晶降低烘干温度,防止产品分解样品中含有NaCl杂质;烘干时失去了部分结晶水重结晶减少有毒气体的排放,防止大气污染;防止产品中混有硝酸盐硝酸替代新工艺中的盐酸和过氧化氢,比新工艺流程少,节约成本4 . Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4) 3+ 3H2O Fe检 + 14Fe3 + + 8H2O = 15Fe2 + + 2SO42- + 16H + 4Fe2 + + O2+
22、2H2O + 8OH = 4Fe(OH) 3 J或 Fe2+2OH-=Fe(OH)21 4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3(每个 1 分)3.23.8Al2(SO4)3、MgSO4、Na2SO45 .漏斗、蒸发皿 2Al+2OH +2H2O=2AlO2 +3H2f、Al 2O3+2OH =2AlO 2 +3H2O H2SO4Ni2+、Fe2+(4) 3.29.2防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解H2O2的用量不足(或 H2O2失效)、保温时间不足导致 Fe2+未被完全氧化造成的6. (1) Fe2+2Fe3+8OH-=Fe3O4+4H2O(2)水浴加热温度低时反应缓慢(3)降
23、低Fe3O4的溶解度(使其易达到饱和,促进晶粒形成)(4)取少量最后的倾出液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液不变血红色则已洗净(或取少量最后的倾出液于试管中,滴加几滴经稀硝酸酸化的硝酸银溶液,不产生沉淀则已洗净。)(合理即可)(5)反应温度、溶液的 pH、稳定剂用量、铁盐的比例(浓度)、搅拌速度、溶剂的配比等7. (1) H2SiF6+6NH4HCO3= 6NH4F+H2SQ3J + 6CO2T + 3H2O一定条件下,NaF比NaCl、NH4Cl、NH4F的溶解度小。(2) 过滤 洗涤(3)除去NaF、NH4Cl表面的杂质。(4)加热蒸发溶剂,析出少量晶体后冷却结晶。(5)必须保证H2S
24、iF6能全部反应,防止在进行反应n时H2SiF6将与NaCl反应,生成Na2SiF6沉淀,混10 / 62入NaF中影响NaF质量;同时过量的相对廉价原料NH4HCO3可以提高H2SiF6的转化率。专题二:化学平衡等反应原理【例题1】2009年广东卷20.甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH 3(l)+H 20(1)HCOOH(l)+CH 30H(l) H0某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:组分HCOOCH3H2OHCOOHCH30H物质的量/mol1.001.990.010.52甲酸甲酯转化率在温度 Ti下随反应时间(t)的变化如下图:
25、t / niin(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:反应时间范围/min05101520253035404550557580平均反应速率/(10 3mol min 1)1.97.47.84.41.60.80.0请计算15-20min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 mol min-1 (不要求写出计算过程)。 (2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因:O(3)上述反应的平衡常数表达式为: c(HCOOH )?c(CH 3OH)K 3,则该反应在温度Ti下的 K 值c(HCOOCH 3)?c(H 2O)为
26、。(4)其他条件不变,仅改变温度为T2 (T2大于Ti),在上图中画出温度 T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。【分析】本题作为广东高考化学平衡原理的考查方式具有鲜明的代表性:重点考查学生对化学反应速率概念、化学平衡的了解,及其外在影响因素(如浓度、温度等)的规律认识和理解;考查学生对化学平衡 常数简单计算的能力;考查学生获取图表信息的能力(包括对图表的观察、分析能力以及对图表中实验 数据的处理能力)、知识迁移运用能力、绘制结果示意图的能力及文字表达能力。第(1)小题考查重点是化学反应速率及其计算;图表分析运用与数据处理能力。先看懂图像横纵坐标的含义,再根据两个坐标点的数据(1
27、5, 6.7)和(20, 11.2)知道在15-20min这5分钟内甲酸甲酯的转化率从6.7%升高到11.2%,结合甲酸甲酯的起始量(1.00mol)即可计算出甲酸甲酯的减少量:1.00mol 10 3mol min 1, 2025 min为7.8 M03mol min 1,推测 1520 min 为 7.6 M0 3mol min 1。请问该同学的推断是否合理?如果不正确,请指出他的问题出在哪里。第(2)小题考查重点是化学反应速率影响因素及其影响下的变化规律。将问题分解: 反应速率在不同阶段的变化规律 ”,产生该变化规律的原因”。(作为文字表达的题目,分析清晰题目作答的角度,遵循踩点得分”的
28、意识很重要。)思考问题答案的方向在哪?图像还是表格数据?反应时间范围/min1015152my2S25303540455055国80平均反应速卜/(10 3mol mnn 1) ,(1.97.49.0X784.41.6X0.0如果从 表格”入手应该存在 小一大一小”的变化规律,即该反应过程分为三个阶段:反应初期、反应 中期、反应后期。如果从 图像”入手,体现速率的因素是曲线的斜率”,斜率的变化规律是:斜率小一斜率大一斜率小”。原因怎么解释?情景是陌生的,甚至有些异常。越是这样越要冷静下来,回归最基本的工具一一反应速率理论,一定是浓度、温度、压强、催化剂、接触面积等造成的。然后我们开始思考:问题
29、1:外界条件时刻都在影响着反应速率,什么情况下才会出现反应速率中途加快呢?反应物浓度从一开始就是减小的趋势,若反应器大小不发生变化,又没有中途增加反应物的话,浓度 不可能造成反应速率中途增大;温度是有可能的,如果反应本身放热会导致体系温度升高,使反应速率增 大;压强的影响本质上是浓度的影响,而且对非气态体系可以不考虑;催化剂的作用也是有可能的,我们 接触过反应产物本身有催化作用的情形(如酸性高镒酸钾溶液与草酸的反应)。对于接触面积,反应开始后一般不会显著变化,个别情况也有(如未打磨的金属片表面的覆盖物)。结合本题,只可能是催化剂的 作用。催化剂需要与反应物充分接触才可能起作用,所以催化剂的量当
30、然会影响催化作用。反应体系中HCOOH和CH30H的起始量存在显著差异,基本可以推断HCOOH才是催化剂,因为催化作用是在反应进行了一段时间后才体现的。当然我们学过有机化学反应中酯一般是在酸性或碱性条件下水解,这样或许 较容易联想到HC00H起催化作用。知识卡片:自催化反应反应产物对反应速率有加快作用的反应称为自催化反应。在自催化反应中,反应速率既受反应物浓度的影响,又受反应产物浓度的影响。自催化作用的特点是:1.反应开始进行得很慢(称诱导期),随着起催化作用的产物的积累反应速度迅速加快,而后因反应物的消耗反应速度下降;2.自催化反应必须加入微量产物才能启动;3.自催化反应必然会有一个最大反应
31、速率出现。组织答案时,一般应将前提条件、前因后果表述清楚,其中的化学原理分析做到用词准确、书写规范。本小题参考答案:该反应中甲酸具有催化作用。反应初期:虽然甲酸甲酯量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢;反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大;反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成为主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率减小,直至为零。第(3)小题考查重点是化学平衡常数的计算。求算化学平衡常数的一般步骤是:写出化学平衡常数的表达式,根据土段式”求出平衡状态下各物质的物质的量浓度,代入表达式计算。切记要选取已达平衡状态的数据。HCOOCH
32、3(l)+H 20(1) = HCOOH(l)+CH 3OH(l)起始(mol)1.001.990.010.52变化(mol)0.240.240.240.24平衡(mol)0.761.750.250.76C(HC00H )?c(CH 3OH) = (0.25/V)?(0.76/V) c( HCOOCH 3)?C(H 2O)g76N)?(1.75N)第(4)小题考查重点是温度对化学平衡建立的过程和最终平衡状态的影响;运用图形的表达能力。用图像表达时,要慎重考虑:何处起点?趋势走向?何处拐点?何处终点?文字标注是否清晰?(这些要素都包含重要的化学信息)起点的含义是反应刚开始,不论反应条件有何差异反
33、应物的转化率都是从0开始;反应一旦开始立刻就有了快慢问题,且反应初段不同温度的体系中各物质的浓度仍然是很接近的,催化剂的影响也不会有显 著区别,所以温度是影响反应初段曲线走势的最主要因素;反应进程的中后期,影响因素就比较多了,此 时应该准确定位曲线的终点(平衡转化率的关系),以便使整个曲线的趋势不会有太大偏差。【反思】在上述例题的解答过程中,哪些思路和技能是在其他试题中应继续坚持的?【拓展】(2007年广东卷改)黄铁矿(主要成分为 FeS)是工业制取硫酸的重要原料,其煨烧产物为SO2和Fe3O4。(1)将 0.050molSO2(g)和 0.030molO 2(g)放入容积为 1L 的密闭容器
34、中,反应:2SO2(g) + O2(g)r - 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)= 0.040mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有 (填字母)A升高温度B降低温度C增大压强D减小压强E加入催化剂F移出氧气(3)反应:2SO2(g) + O2(g)右=2SO3(g) H0 SO2的转化率在起始温度 Ti=673K下随反应时间(t) 的变化如下图,其他条件不变,仅改变起始温度为 T2=723K,在图中画出温度 T2下SO2的
35、转化率随反应时 间变化的预期结果示意图。19 / 62(4)将黄铁矿的煨烧产物 Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备 FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其原因是答案:解:2SO2(g)+02(g), 2SO3(g)起始浓度/ mol L (0.050 0.010)mol L(SO2) = ()一1 X100% = 80% 。0.050 mol L归纳:由 土段式”求出变化的物质的量和各物质在平衡状态下的物质的量浓度,求出平衡转化率,写出的表达式,代入数值求出K值的结果。m .(4)硫酸锯(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下,下列说法正确的是 0.0500.0300平衡浓度
36、 / mol L 1 (0.050 0.040)(0.030 0.040/2)0.040=0.010= 0.010所以,2K =c(SO3)2c(SO2)2 c(O2)4 44-12(0.040 mol L )1 2(0.010mol L )0.010mol L=1.6 103 mol L 1。+ t / min+(4) Fe2、Fe3 在溶液中存在水解,Fe2 + 2H2O , ,Fe(OH) 2 + 2H , Fe3 + 3H2O . Fe(OH)3 + 3H十 ,保持溶液足够酸性可抑制Fe L 5Ca2+ (aq) + 3PO4 (aq) + OH (aq),酸性物质使沉淀溶解平衡正向移
37、动,导致Ca5(PO4)3OH溶解,造成龈齿。(4) A C D【拓展】(一)解决化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的实际运用类型简答题目的一般思维和作 答程序是:阅读题目新情境的信息,找出核心问题的分析对象,即平衡体系;找出题目信息中与平衡体系有关变化的因素;利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡移动的影响,即平衡移动方向的判断;说明平衡发生移动后对实际问题体系产生的影响。(二)化学反应速率、平衡问题与图像信息的结合考察是本类问题的难点,复习重温近年广东高考中 考察的有关图像,总结归纳图像表达方式(常见横、纵坐标)和设问方式,对提高解读分析图像能力会有 很好的帮助。声*?&26 /
38、 62【练习】_,乙一_ _ - 11. 已知 :N2(g)+3H2(g) q 2NH3(g)AH = 92.4 kJ mol 1。(1) 在500C、2.02 107Pa和铁催化条件下 2L密闭容器中充入 1molN2和3mol H 2, 10 min时达到平 衡,有0.2 mol NH3生成,则10 min内用氢气表示的该反应的平均速率v(H2) 为, H2的转化率为。(2)充分反应后,放出的热量 (填“” “ =”,)92茁kJ(3)为有效提高氢气的转化率,实际生产中宜采取的措施有 A.降低温度B.不断补充氮气C.恒容下充入 He来增大压强D.升高温度E.原料气不断循环F.及时移出氨(4
39、)氨催化氧化制 NO在热的钳铐(Pt-Rh)合金催化下进行,反应过程中合金始终保持红热,该反应的化学平衡常数 K的表达式为 ,当升高温度时,K值 (填 增蓄,噎挈温度Ti下件不变,仅画出温度期结果示大、减小、不变)。NH3转化率在 随反应时间(t)的变化如下图:其他条 改变温度为T2 (T2大于Ti),在框图中 T2下NH 3转化率随反应时间变化的预 意图。10 20 30 40 50 W 70 80 90 “ min碳与水蒸2. (2009年广州一模第23题改编)已知一氧化气的反应为:CO(g) + H2O (g)CO2(g)+H2(g)800c时,在容积为2.0L的密闭容器中充入2.0mo
40、l CO(g)和3.0mol H 2O(g),保持温度不变,4 min后反应达到平衡,测得 CO的转化率为60%。(1)计算800 c时该反应的平衡常数。(写计算过程)(2) 427c时该反应的化学平衡常数为9.4,请结合(2)中的计算结果判断该反应的AH3. (2011南通调研题)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:2NH3(l) + CO2(g) = H2O(l) + H2NCONH 2 (l) AH = - 103.7 kJ mol 1试回答下列问题:下列措施中有利于提高尿素的产率的是 。A.采用高温 B.采用高压C.寻找更高效的催化剂合成尿素的反
41、应在进行时分为如下两步:第一步:2NH3(l) + CO2(g)= H2NCOONH 4(氨基甲酸镂)(l)AH1第二步:H2NCOONH 4(l) = H2O(l) + H2NCONH 2(l) H2某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入 4 mol氨和t(min)图I氨基甲酸镂尿素(水)二氧化碳1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图I所示:已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定,总反应进行到min时到达平衡。反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)第二
42、步反应的平衡常数 K随温度的变化如上右图n所示,则 4H2 0 (填 法 T”或之)4. (2010揭阳一模)为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对 CO2创新利用的研究。最近有科学家提出绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。绿色自由”构想技术流程如下:(1)在合成塔中,若有 4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,可放出 4947 kJ的热量,试写出合成塔中发生 反应的热化学方程式是。(2)以甲醇为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入。2,负极通入甲醇,在酸性溶液中甲醇与氧作
43、用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是:CH 30H + H 2O 6e = CO 2 + 6H +则正极发生的反应是 ;放电时,h+移向电池的(填 芷” 或负”)极。(3)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6, c(H2CO3)=1.5 10 5 mol L 1若忽略水的电离及 H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3+ H+的平衡常数K=。(已知:105.6=2.5 10 6)(4)常温下,0.1 mol L-1NaHCO3溶液的 pH 大于 8,则溶液中 c(H2CO3)c(CO32 ) (M %、=或之)原因是(5)小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得 C
44、aCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为4.96 I。、2.58X0-9。小李应该选用的试剂是 5. (2010佛山二模)1 .已知在25c时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:醋酸 K= 1.75 t0 5碳酸K1= 4.30 W 7K2= 5.61 10 11亚硫酸K1= 1.54 W 2K2= 1.02 10 7(1 )写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式:K1=(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO3和HSO3的酸性强弱:(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中加入少量盐酸,下列量会变小的是_ (填序号)。A. c(CH3COO ) B. c(H+)C.醋酸电离平衡常数D.醋酸
45、的电离程度II .某化工厂废水中含有 Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.01mol L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:难溶电解质AgiAgOHAg 2SPbl2Pb(OH)2PbSKsp8.3 10-175.6 10-86.3 10-507.1 10-91.2 10-153.4 10-28(4)你认为往废水中投入 (填字母序号),沉淀效果最好。A. NaOHB. Na2sC. KI D. Ca(OH) 26. 关于下列装置说法正确的是A .装置中,盐桥中的 K卡移向ZnSO4溶液B.装置工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大C.用装置精炼铜时,c极为粗铜D.
46、装置中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2小生成7. (08海南改)铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H+2SO42 充电 2PbSO4+2H2。在放电时,该电池的负极材料是 ,电极反应为 在充电时,电池中溶液的 pH不断;电池外电路中每通过 2mol电子,电池内部消耗 mol H2SO4;右图为电池示质稳定,请回方 向 为放电时:溶液中的 h+向 方向移动。8. (09天津改)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。意图,该电池电极表面镀一层细小的钳粉,钳吸附气体的能力强,性答:氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动(用a、b表不)。负极反应式为。电极表面镀钳粉的原因为 该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术 之一。金属锂是一种重要的储氢
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